Podrobno

Uporaba biooglja in reciklirane plastike v cementnih kompozitih
ID Legan, Maša (Avtor), ID Žgajnar Gotvajn, Andreja (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Štukovnik, Petra (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (8,77 MB)
MD5: C3E4BBA2800AF8DCD5AC6BF2CF297347

Izvleček
Naraščanje svetovnega prebivalstva je vzrok za številne izzive. Med največje izzive sodijo predvsem povečana potreba po hrani in številnih materialih. Proizvodnja obeh pa je vzrok za ogromne količine odpadkov in vir emisij toplogrednih plinov. Za enega največjih virov emisij ogljikovega dioksida velja proizvodnja cementnega klinkerja, ki je ključna komponenta betona. Ker se potreba po betonu z vsakim letom povečuje, pa se z namenom hkratnega zmanjšanja količine odpadkov in emisije toplogrednih plinov povezanih s proizvodnjo betona v zadnjih letih pojavlja izraz zeleni beton. Pri tem gre za material, kjer se delež cementnega klinkerja ali naravnega agregata v betonu nadomesti s sekundarno surovino. Da bi ugotovili ali lahko v betonu z dvema različnima odpadnima materialoma nadomestimo hkrati tako cement kot naravni agregat smo poleg referenčnega kompozita pripravili cementne kompozite z bioogljem, reciklirano PET plastiko in kompozit, ki je hkrati vseboval tako biooglje kot tudi reciklirano PET plastiko. Pripravljenim maltam smo v prvem delu disertacije v skladu s standardi določili mehanske in fizikalno-kemijske lastnosti. Ugotovili smo, da 5 vol.% nadomeščanje cementnega klinkerja z bioogljem prispeva k izboljšanju mehanskih lastnosti in nekaterih fizikalno-kemijskih lastnosti. 5 vol.% nadomeščanje naravnega agregata s PET plastiko pa povzroči poslabšanje fizikalnih lastnosti. Malta, kjer smo 5 vol.% cementnega klinkerja nadomestili z bioogljem in 5 vol.% naravnega agregata s PET plastiko je izstopala z najnižjo toplotno prevodnostjo. Za določitev odpornosti proti zmrzovanju in tajanju, sulfatnemu napadu in pri izpostavljenosti raztopini NaOH smo malte izpostavili tudi različnim pogojem (nizka in visoka temperatura, prisotnost, talilne soli, visok pH, sulfati), ki bi jim lahko bili izpostavljeni v okolju. Najslabšo odpornost je imela malta s 5 vol.% PET plastike, najboljšo odpornost pa referenčna malta. Pri izpostavljenosti zelenih betonov različnim pogojem se lahko iz površine kompozita odluščijo delci sekundarne surovine, iz katerih se lahko izlužijo snovi, ki imajo toksičen vpliv na ekosistem. Ekotoksikološke lastnosti izlužkov pripravljenih malt smo določili z ekotoksikološkimi testi in ugotovili, da je njihov vpliv na organizme majhen. Iz rezultatov LCA analize betonov smo ugotovili, da je 5 vol.% nadomeščanje cementnega klinkerja z bioogljem vplivalo na znižanje vrednosti kazalnika vpliva globalnega segrevanja. Beton s 5 vol.% biooglja kot nadomestkom cementnega klinkerja je imel zato manjši ogljični odtis kot klasični beton. Beton, kjer je 5 vol.% naravnega agregata nadomeščala PET plastika pa je imel večji ogljični odtis kot klasični beton.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:analiza življenjskega cikla, beton, biooglje, ekotoksičnost, trdni odpadki, odpadna PET plastika, zeleni beton
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2026
PID:20.500.12556/RUL-182443 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:278241283 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:12.05.2026
Število ogledov:179
Število prenosov:121
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Use of biochar and recycled plastic in cement composites
Izvleček:
The growth of the world population causes many challenges. Increased demand for food and various materials is among the biggest challenges. The production of both generates huge amounts of waste and is a major source of greenhouse gas emissions. One of the largest sources of carbon dioxide emissions is the production of cement clinker, which is a key component of concrete. As the demand for concrete increases each year, the term green concrete has emerged in recent years to reduce both waste and greenhouse gas emissions associated with concrete production. Green concrete is a material in which part of the cement clinker or natural aggregate is replaced with secondary raw material. To determine whether clinker and natural aggregate can be simultaneously replaced in concrete with two different waste materials, we prepared cement composites with biochar, recycled PET plastic, and a composite containing both biochar and recycled PET plastic. In the first part of the dissertation, we assessed the mechanical and physicochemical properties of the prepared mortars in accordance with the relevant standards. We found that replacing 5 vol.% of the cement clinker with biochar improved the mechanical and some physicochemical properties. Replacing 5 vol.% of the natural aggregate with PET plastic led to a deterioration of physical properties. The mortar in which 5 vol.% of the cement clinker was replaced with biochar and 5 vol.% of the natural aggregate with PET plastic exhibited the lowest thermal conductivity. To assess durability, the mortars were also exposed to freeze–thaw cycles, a sulphate ion solution, and a NaOH solution at 60 °C. These conditions were selected to simulate those that mortars may encounter in natural environments. The mortar containing 5 vol.% PET plastic showed the lowest resistance, whereas the control mortar with no biochar and PET plastic demonstrated the highest resistance. When exposed to various conditions, particles of secondary raw material can detach from the composite surface. Also, some substances can leach out from those particles and have a toxic impact on the ecosystem. We determined the ecotoxicological properties of the mortar leachates using ecotoxicological tests and found that their impact on organisms was low. In the second part of the dissertation, the LCA of all the concretes was performed. From the results of the LCA analysis, we found that replacing 5 vol.% of the cement clinker with biochar resulted in a decrease in the global warming impact. Concrete with 5 vol.% biochar as a cement clinker replacement therefore had a lower carbon footprint than conventional concrete. Concrete in which 5 vol.% of the natural aggregate was replaced by PET plastic had a higher carbon footprint than conventional concrete.

Ključne besede:biochar, concrete, ecotoxicity, green concrete, life cycle assessment, PET plastic waste, solid waste

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj